بررسی کارائی فرآیند فنتون در حذف دترجنت آنیونی ستیل تری متیل آمونیوم بروماید(C-TAB) از محلول های آبی

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

محمدرضا سمرقندی ¹ (استادیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان، ایران.)
منصور ضرابی ² (دانشکده بهداشت، کمیته تحقیقات دانشجوئی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران *(مسوول مکاتبات).)

تاریخ دریافت : 1387/05/10 تاریخ پذیرش : 1388/01/27 تاریخ انتشار : 1393/10/01

کلید واژه: دترجنت آنیونی, فنتون, اکسیداسیون شیمیایی, سیستم ناپیوسته, آب اکسیژنه,

چکیده مقاله :

فاضلاب های شهری و صنعتی یکی از عمده ترین منابع آلوده کننده آب های سطحی و زیرزمینی می باشند. استفاده از دترجنت ها در مصارف خانگی و صنعتی باعث افزایش غلظت این مواد در فاضلاب های شهری و صنعتی شده است. دترجنت ها مولکول های آلی بزرگی هستند که به مقدار کمی در آب محلول بوده و اغلب سمیت بالایی دارند و با ایجاد کف و کاهش انتقال اکسیژن به آب باعث ایجاد مشکلات بهره برداری در تصفیه خانه های فاضلاب می شوند. جهت حذف دترجنت ها از روش های مختلفی از جمله انعقاد و لخته سازی، اسمز معکوس، اکسیداسیون توسط ازن و فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته استفاده می شود. در این تحقیق امکان حذف دترجنت ستیل تری متیل آمونیوم برومائد(C-TAB) از محلول سنتیتیک با استفاده از فرآیند فنتون به عنوان روش موثر و آسان مورد مطالعه قرار گرفت و نمونه مورد نظر با غلظت mg/L 2/0 ساخته شد. آزمایشات به طور مجزا با در تماس قرار دادن 100 میلی لیتر از محلول سنتیتیک در4 pH= و 4 دامنه غلظت یون فرو(10،5، 15و20 میلی گرم در لیتر) و 4 دامنه غلظت پراکسید هیدروژن(20،30،40و50 میلی لیتر در لیتر) در سیستم ناپیوسته در زمان تماس 20،40 و 60 دقیقه انجام پذیرفت. نتایج حاصل از این تحقیق مشخص کرد که در سیستم ناپیوسته در pH اسیدی(4=pH ) با افزایش زمان ماند، افزایش غلظت یون فرو و افزایش غلظت پراکسید هیدروژن، کارایی حذف دترجنت افزایش یافت، به طوری که در 4pH= و زمان ماند 60 دقیقه و غلظتmg/L 20از یون فرو، با افزایش غلظت پر اکسید هیدروژن از mg/L 20 به mg/L50 کارایی حذف دترجنت آنیونی، از 5/54 درصد به 5/89 درصد رسید. در مجموع با توجه به سهولت روش و کارایی مناسب این سیستم، استفاده از این روش جهت حذف دترجنت ها از فاضلاب های شهری و صنعتی توصیه می شود.

چکیده انگلیسی:

Industrial and municipal wastewaters are the main sources which contaminate  the surface water and groundwater. Application of detergent in industrial and domestic uses increases this substance in wastewater. Detergents are large organic molecules that are slightly soluble in water, highly toxic, responsible for foaming in wastewater treatment plants and making interference with wastewater treatment operations. A numorous methods yet have been applied for the removal of detergent. These methods include coagulation and flocculation, reverse osmosis, oxidation by ozone and advanced oxidation processes. This study investigates the removal of cetyl trimethyl ammonium bromide from synthetic solution by Fenton reagent as an easy and effective method. Experiments were conducted in several stages with 100 cc of synthetic sample and pH=4, 5, 10, 15 and 20 mg/L of ferrous ions, 20, 30, 40 and 50 ml/L of hydrogen perocide in a batch reactor with contact time of 20, 40 and 60 min. Results showe that, in a batch system with acidic pH (pH=4), the removal of detergent increases with the increases of contact time, ferrous ions concentration and hydrogen peroxide. Therefore, in pH= 4, contact times of 60 min, and 20 mg/L of ferrous ions, Lthe  removal efficiency increased from 54/5% to 89/5% by increase of hydrogen peroxide conventration from 20 ml/L to 50 ml/L. Finally, considering the simplicity and effectiveness of this method, it is be suggested to be used for the removal of detergent from municipal and industrial wastewaters.

منابع و مأخذ:

1. Sheng H. Lin, Chi M. Lin and Horng G.Leu, 1999, Operating characteristics and kinetic studies of surfactant wastewater treatment by fenton oxidation, Wat. Res, Vol.33, No 7, pp 1735-1741.


2. محوی، امیر حسین، علوی، نغمه، ندافی، کاظم، 1383، بررسی راندمان حذف دترجنت در تصفیه خانه فاضلاب شهرک قدس به روش لجن فعال، مجله دانشکده علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی گناباد، دوره 10، شماره 2.
   
   
   1. Metcalf and Eddy, 2004, wastewater engineering, Fourth Edition, McGraw Hill
   
   
   2. 4.Jan Perkowski, Wojciech Jozwiak, Lech Kos, Pawel Stajszczyk, 2006, Application of fenton reagent in detergent separation in highly concentrated water solutions, Fibres and Textiles in Eastern Europe, Vol.14, No.5.
   
   
   3. Izabela Kowalska, 2008, Surfactant removal from water solutions by means of ultrafiltration and ion exchange, Desalination, Vol.221, pp 351-357.
   
   
   4. جاوید، امیر حسین، میرباقری، سید احمد، پورتالاری، مهران، 1385، بررسی روش های حذف دترجنت از فاضلاب صنعتی صنایع خودروسازی و استاندارد سازی آن، علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره هشتم، شماره 3 .
   
   
   5. چنگانی، ابوالفضل، 1380، تصفیه فاضلاب صنعتی، جهاد دانشگاهی صنعتی شریف، مرکز آموزشهای کاریردی، تخصصی و علمی.
   
   
   6. دانشور، نظام الدین، 1375، تجزیه آب های آلوده به مواد شوینده به کمک اشعه فرا بنفش در حضور کاتالیست دی اکسید تیتانیم.
      
      
      1. M. Kitis, C. D. Adams and G. T. Daigger, 1999, Effects of fenton reagent pretreatment on the biodegradability of nonionic surfactants, Wat Res, Vol.33, No.11, pp.2561-2568
      
      
      2. E. Chamarro, A. Marco and S. Esplugas, 2001, Use of fenton reagent to improve organic chemical biodegradability, Wat. Res, Vol. 35, No.4, pp.1047-1051
      
      
      3. Yun Whan Kang and Kyung-Yub Hwang, 2000, effects of reaction conditions on the oxidation efficiency in the fenton process, Wat. Res, Vol. 34, No. 10, pp.2786-2790
      
      
      4. American Public Health Association, 1999,  Standard methods for the examination of water and wastewater, Twentieth Edition
      
      
      5. علی آبادی، مجید، فاضل، شهرزاد، وهاب زاده، فرزانه، 1385، کاربرد عملیات اسید کراکینگ و فرآیند فنتون در تصفیه پساب روغن زیتون، مجله آب و فاضلاب شرکت مهندسین مشاور، شماره 57.